蛋白多肽药物ppt演示课件

多肽 蛋白类药物 1 一 概述1 多肽类生化药物是以多肽激素和多肽细胞生长因子为主的一大类内源性活性成分 多肽类药物 2 3 二 多肽类药物的制备 活性多肽是生化药物中非常活跃的一个领域 生物体内已知的活性多肽主要是从内分泌腺 组织器官 分泌细胞和体液中产生或获得的 一 胸腺激素 Thymushormones 胸腺是一个激素分泌器官 对免疫功能有多方面的影响 胸腺依赖性的淋巴细胞群 T细胞直接参与有关免疫反应 胸腺对T细胞发育的控制 主要通过由胸腺所产生的一系列胸腺激素 促使T细胞的前身细胞 前T细胞分化 增殖 成熟为T细胞的各种功能亚群 由此控制调节免疫反应的质与量 现已知某些免疫缺陷病 自身免疫性疾病 恶性肿瘤以及老年性退化性病变等皆与胸腺功能的减退及血中胸腺激素水平的降低有关 4 5 1 结构和性质胸腺素组分5是由在80 热稳定的40 50种多肽组成的混合物 分子量在1000 15000之间 等电点在3 5 9 5之间 2 生产工艺 6 3 工艺过程提取匀浆 离心加热去杂蛋白提取液80 加热15min 沉淀 10 丙酮 超滤取分子量在15000以下的超滤液 脱盐 干燥超滤液经SephadexG 25脱盐后 冷冻干燥得胸腺素 4 检验方法 活力测定 E 玫瑰花结升高百分数不得低于10 分子量15000以下 5 作用与用途 为免疫调节剂 7 二 促皮质素 Adrenocorticotropichormone ACTH 1 结构和性质 垂体包括腺垂体和神经垂体 可分泌多种激素 促皮质素是从垂体前叶提取出来的一种多肽激素 维持肾上腺皮质的正常功能 促进皮质激素的合成和分泌 临床用于胶原病 风湿性关节炎 红斑狼疮 也可用于过敏症 严重哮喘 药物过敏 荨麻疹等 改善老年人及智力迟钝儿童的学习和记忆能力 还可作为诊断试剂 8 易溶于水 等电点为6 6 在干燥和酸性溶液中较稳定 虽经100 加热 但活力不减 在碱性溶液中容易失活 能溶解于70 的丙酮或70 的乙醇中 ACTH为39个氨基酸组成的直链多肽 种属差异仅仅表现在第25 33位上 ACTH的24肽即1 24位的片段 ACTH1 24 具有全部活性 这是因为ACTH的第24位氨基酸之后的部分 不参与同受体的作用 它仅维持整个多肽结构的稳定性 ACTH可被胃蛋白酶部分水解 但仍有活力 ACTH在溶液中存在着高度的 螺旋 9 2 生产工艺 732 717除盐 羧甲基纤维素钠 搅拌 过滤 717处理色素 热原 负离子梯度洗脱 10 3 工艺过程 提取分离精制CMC 羧甲基纤维素弱酸 717处理色素 热原 负离子梯度洗脱 732 717除盐 动态吸附 4 检验方法ACTH粗品每1mg相当于1U以上 用小白鼠胸腺萎缩法测定 ACTH精品每1mg45U以上 用去垂体大白鼠的肾上腺维生素C降低法测定 11 三 降钙素 Calcitonin CT 1 结构和性质降钙素是一种调节血钙浓度的多肽激素 由甲状腺内的滤泡旁细胞 C细胞 分泌 抑制破骨细胞活力 阻止钙从骨中释放 降低血钙 临床用于 骨质疏松症 甲状旁腺机能亢进 成人高血钙症 畸形性骨炎是由32个氨基酸残基组成的单链多肽 N端半胱氨酸与7位半胱暗算形成二硫键 C端为脯氨酸 降钙素肽链的脯氨酸端与生物活性有密切的关系 去掉脯氨酸则失活 12 降钙素分子量约3500 溶于水和碱性溶液 不溶于丙酮 乙醇 氯仿 乙醚 苯 异丙醇及四氯化碳等 难溶于有机酸 水溶液中2 7 可保存7天 降钙素在人及哺乳动物体内 主要存在于甲状腺 甲状旁腺 胸腺和肾上腺等组织中 鱼类则在鲑 鳗 鳟等的终鳃体里含量较多 各种不同动物来源的降钙素 氨基酸排列顺序有些差异 制造降钙素的原料主要有猪甲状腺和鲑 鳗的心脏或心包膜 13 离心 取上清 洗涤沉淀 粉末 可进一步纯化 2 生产工艺 14 四 表皮生长因子 Epidermalgrowthfactor EGF 1 发现与医学成果1974年从人尿中提纯出人的表皮生长因子 hEGF 其结构由53个氨基酸组成 分子量6201道尔顿 分子内有6个半胱氨酸组成的二硫键 形成3个分子内环型结构 组成生物活性所必须的受体结合区域 EGF无糖基部位 非常稳定 耐热耐酸 广泛存在于体液和多种腺体中 主要由颌下腺 十二指肠合成 在人体的绝大多数体液中均已发现 在乳汁 尿液 精液中的含量特异性地增高 但在血清中的浓度较低 众多的实验研究表明 EGF可刺激多种细胞的增殖 主要是表皮细胞 内皮细胞 用于角膜损伤 烧烫伤及手术等创面的修复和愈合取得了很好的疗效 Montalcini和Cohen教授因为发现表皮生长因子并分析其结构和作用机理 1986年诺贝尔生理学及医学获奖 15 2 生理作用 表皮生长因子通过与细胞表面的受体表皮生长因子受体 EGFR 结合而起作用 与表皮生长因子受体的高亲和力结合 激发受体内在的酪氨酸激酶的活性 从而启动了信号传导级联而导致多种生物化学变化 细胞内钙水平上升 增加糖酵解与蛋白质合成 增加某些基因 包括表皮生长因子受体 的表达 最终导致DNA合成和细胞增殖 16 3 美容领域的作用嫩肤作用滋润皮肤消除皱纹修复创伤预防色斑 17 4 对人体的作用对骨骼系统的作用促进生成大量的成骨细胞 抑制破骨细胞 治疗骨质酥松 股骨头坏死 关节炎 风湿病和因钙缺乏导致的疾病 对消化系统的作用加强胃肠功能 促进消化酶的分解 增进食欲 治疗慢性胃炎 对血液系统的作用加强骨髓造血功能 促进干细胞生成 进而生成大量红细胞和白细胞 加强左心室厚度 增强心肌弹性力 高效治疗心脏病 有效清除血液中低密度蛋白 防止在血管壁沉积 治疗血栓 18 对呼吸系统的作用加强肺部细胞功能 修正气血屏障 消除肺部毒素 治疗肺气肿 肺供养不足和呼吸系统疾病 对内分泌系统的作用促进人体荷尔蒙生长 加强各种酶 荷尔蒙的分泌 增强肾功能 加强水的代谢 帮助体内排毒 对生殖系统的作用刺激性激素分泌 强壮性器官肌肉组织 加强性器官神经耐力 打开微循环 加快性器官充血 19 对免疫系统的作用刺激胸腺再生 加快淋巴T细胞 B细胞 吞噬细胞的生成 提高免疫功能 吞噬病毒病菌和癌细胞 治疗癌症和肿瘤 对神经系统的作用加快恢复神经系统功能 促进脑神经细胞 树突生成 逆转脑萎缩 加快深度睡眠 治疗老年性痴呆 神经衰弱 记忆力减退 神经性头痛等 20 5 表皮生长因子的生产工艺 1 21 表皮生长因子的生产工艺 2 22 高效价的抗重组人表皮生长因子 EGF 的制备 单克隆抗体以重组人表皮生长因子作为抗原 免疫Balb c小鼠 以未免疫的Balb c小鼠脾细胞为饲养细胞 运用细胞杂交瘤技术制备 间接ELISA法筛选产生针对人表皮生长因子的单克隆抗体细胞株 以体内诱生法产生腹水 并采用ProteinASepharose柱对其纯化 表皮生长因子的生产工艺 3 23 蛋白类药物的制备 一 概述 24 25 二 主要蛋白质类药物的制备 26 27 纯化根据目的蛋白与杂质之间的差异进行纯化 1 根据蛋白质的pI的不同进行纯化 其方法有 1 pI沉淀法2 pI沉淀法与盐析法相结合3 等电聚焦法2 蛋白质分子形状和大小的不同进行纯化 其方法有1 凝胶过滤2 超滤法3 离心法4 透析法3 蛋白质的溶解度不同进行纯化 其方法有 1 盐溶与盐析法2 结晶法3 有机溶剂沉淀法4 蛋白质电离性质不同进行分离 离子交换法5 蛋白质功能专一性不同进行纯化 亲和层析法 假亲和层析法6 蛋白质在溶剂系统中分配不同进行纯化 萃取法7 蛋白质的选择性吸附的性质进行纯化 吸附法8 蛋白质的其他特殊性质进行纯化 28 一 白蛋白 Albumin 1 结构和性质白蛋白又称清蛋白 是血浆中含量最多的蛋白质 约占总蛋白的55 主要功能是维持血浆胶体渗透压 用于失血性休克 严重烧伤 低蛋白血症 白蛋白为单链 由575个氨基酸残基组成 分子量为65000 pI4 7 沉降系数4 6 电泳迁移率5 92 可溶于水和半饱和的硫酸铵溶液中 一般当硫酸铵的饱和度为60 以上时析出沉淀 29 对酸较稳定 在白蛋白溶液中加入氯化钠或脂肪酸的盐 能提高白蛋白的热稳定性 可利用这种性质 使白蛋白与其他蛋白质分离 人血浆中分离的白蛋白有两种制品 一种是从健康人血浆中分离制得的 称人血清白蛋白 另一种是从健康产妇胎盘血中分离制得的 称胎盘血白蛋白 制剂为淡黄色略粘稠的澄明液体或白色疏松状 冻干 固体 30 2 生产工艺 1 工艺路线 利凡诺和白蛋白在碱性条件下 可形成结合力很强的黄色粘稠络合物 难溶于水和碱液 2 工艺过程 提取 分离 精制利凡诺沉淀弱酸性 氯化钠超滤器浓缩热处理 灭活病毒除菌 过滤 31 32 二 人丙种球蛋白 lmmunoglobulin 1 结构和性质免疫球蛋白是一类主要存在于血浆中 具有抗体活性的糖蛋白 对血清进行电泳后发现 抗体成分存在于 和Y球蛋白部分 故通称为免疫球蛋白 Ig 免疫球蛋白约占血浆蛋白总量的20 除存在于血浆中外 也少量地存在于其它组织液 外分泌液和淋巴细胞的表面 具有被动免疫作用 可用于预防流行性疾病如 病毒性肝炎 脊髓灰质炎 风疹 水痘 丙种球蛋白缺乏症 33 2 生产工艺工艺路线 34 三 胰岛素 1921年 从动物胰腺中提取出胰岛素 开创了人类胰岛素治的历史 1926年 重结晶胰岛素1930s 传统中 长效动物胰岛素1970s 单峰胰岛素和单组分胰岛素70年代末 半合成胰岛素1982年 采用基因重组技术生产的人胰岛素正式上市90年代至今 重组人胰岛素类似物成功研发上市 包括超短效和长效人胰岛素类似物 临床 胰岛素依赖性糖尿病及糖尿病合并感染 35 目前临床使用的胰岛素来源 动物胰脏来源 经动物胰脏提取或适当提纯的猪 牛胰岛素半合成胰岛素 以猪胰岛素为原料 酶修饰后得到人胰岛素重组DNA技术生产胰岛素 重组DNA技术生产人胰岛素 速效胰岛素 长效胰岛素 36 1 结构与性质结构 51个氨基酸 有A 21 B 30 两条链 两链之间由两个二硫键连接 在A链本身还有一个二硫键 胰岛素的前体是胰岛素原由连接肽 C肽 将A B链相连 不同动物的C肽氨基酸组成也不同 C肽两端的4个碱性氨基酸被水解去除后 即形成一分子胰岛素和一分子无活性的C肽 37 38 39 40 性质胰岛素为白色或类白色粉末结晶 由于精制方法不同 在显微镜下观察 可分两种形态 一种为不规则细微颗粒 称 无定形 另一种为扁斜形六面体牛胰岛素分子量为5733 猪胰岛素分子量为5761 人胰岛素分子量为5781 胰岛素的等电点为5 30 5 35 41 胰岛素在pH值为4 5 6 5范围内 几乎不溶水 在室温下溶解度为10 g mL 易溶于稀酸或稀碱溶液 在80 以下乙醇或丙酮中溶解 在90 以上乙醇或80 以上丙酮中难溶 在乙醚中不溶 胰岛素具有蛋白质的各种特殊反应 高浓度的盐 如饱和氯化钠 半饱和硫酸铵溶液 可使其沉淀析出 也能被蛋白质沉淀剂和三氯醋酸等沉淀 并有茚三酮 双缩脲等蛋白质的显色反应 42 2 生产工艺 43 提取 冻胰块用刨胰机刨碎后加入2 3 2 6倍的86 88 乙醇 W V 和5 的草酸 在10 15 搅拌提取3小时 离心 滤渣再用一倍量68 70 乙醇和0 4 草酸提取2小时 离心 合并乙醇提取液 沉淀用于回收 碱化 酸化 提取液在不断搅拌下加入浓氨水调pH值到8 0 8 4 液温10 15 立即进行矸滤 除去碱性蛋白质 滤液应澄清 并及时用硫酸酸化至pH值3 6 3 8 降温至5 静置4小时以上 使酸性蛋白充分沉淀 减压浓缩 吸上层清液至减压浓缩锅内 下层用帆布过滤 沉淀物弃去 滤液并入上清液 清液在30 以下减压蒸去乙醇 浓缩至浓缩液比重为1 04 1 06 约为原来体积的1 9 1 10 为止 4 去脂 盐析 浓缩液转入去脂锅 5分钟内加热至50 立即用冰盐水降温至5 静置3 4小时 分离出下层清液 脂层可回收胰岛素 调pH值到2 3 2 5 于20 25 在搅拌下加入27 W V 固体氯化钠 保温静置数小时 析出之物即为胰岛素粗品 5 精制 除酸性蛋白 盐析物按干重计算 加入7倍量蒸馏水溶解 再加入3倍量的丙酮 用4mol氨水调pH值为4 2 4 3 然后补国丙酮 使溶液中水和丙酮的比例7 3 充分搅拌后 低温放置过液 使溶液冷至5 以下 次日在低温下离心分离 或用过滤法将沉淀分离 44 去脂 盐析 浓缩液转入去脂锅 5分钟内加热至50 立即用冰盐水降温至5 静置3 4小时 分离出下层清液 脂层可回收胰岛素 调pH值到2 3 2 5 于20 25 在搅拌下加入27 W V 固体氯化钠 保温静置数小时 析出之物即为胰岛素粗品 精制 除酸性蛋白 盐析物按干重计算 加入7倍量蒸馏水溶解 再加入3倍量的丙酮 用4mol氨水调pH值为4 2 4 3 然后加丙酮 使溶液中水和丙酮的比例7 3 充分搅拌后 低温放置过液 使溶液冷至5 以下 次日在低温下离心分离 或用过滤法将沉淀分离 45 锌沉淀 在滤液中加入氨水调pH值至6 2 6 4 加入的醋酸锌溶液 再用氨水调pH值6 0 低温放置 次日过滤 分离沉淀 结晶 将沉淀用冷丙酮洗涤 得干品 其充分溶解 冷到5 以下 使整个溶液体系保持丙酮含量为16 慢速搅拌3 5小时使结晶析出 在显微镜下观察 外形为似下正方形或扁斜形六面体结晶 再转入5 左右低温室放置3 4天 使结晶完全 结晶离心收集 并小心刷去上层灰黄色无定形沉淀 用蒸馏水或醋酸铵缓冲洗涤 再用丙酮 乙醇脱水 离心后 在五氧化二磷真空干燥箱中干燥 即得结晶胰岛素 效价应在25U mg以上 46 3 质量检验原料质量采摘胰脏注意保持腺体完整 离体后马上深冻 避免蛋白酶水解胰岛素浓缩影响大采用薄膜浓缩纯度要求 47 4 酶促半合成人胰岛素猪与人两种胰岛素的差别仅是B30位上 猪的C端为丙氨酸 人的则是苏氨酸 经胰蛋白酶的转酰氨作用 将猪胰岛素转化为人胰岛素B30苏氨酸 丁酰基 丁酸 通过硅胶柱层析 然后用三氟乙酸处理 断裂保护基团 再用离子交换层析纯化 可得到高纯度人胰岛素 48 5 重组DNA技术制造人胰岛素人工合成人胰岛素基因克隆到大肠杆菌中 产生人胰岛素已经工业化 1982年 美 英等国批准产品投入市场 并载入药典 49 四 明胶 1 明胶是动物的皮 骨 白色结缔组织中含有的胶原蛋白 经提纯和初级水解后加工而制得的一种产品 2 理化性质 明胶为淡黄至黄色 半透明微带光泽的粉粒或薄片 无特殊臭味 无挥发性 一般明胶含水在16 以下 在干燥环境明胶比较稳定 在潮湿环境下易吸潮被细菌分解而变质 明胶在灼烧时 变软胀大直至炭化 放出一种特殊的角燃烧羽毛或氨的臭味 在冷水中明胶难溶解 但能吸水而变软 而在热水中极易溶解 明胶难溶于汽油 乙醇 氯仿等普通有机溶剂 但可溶于醋酸 水杨酸和苯二甲酸等有机酸 还可溶于尿素 硫脲及溴化钾 碘化钾等水溶液中 明胶是一种高分子化合物 其分子量约为17500 450000 50 从分子量和性质来总结它们有以下特点 1 胶原具有生物活性 不溶于热水和冷水 不能被蛋白酶利用 2 明胶相对是胶原分子量较高的水解物 只溶于热水不溶于冷水 胶原蛋白是相对分子量较低的水解产物 而且分子量分布比明胶更宽 可溶于冷水 3 明胶和胶原蛋白均无生物活性 但均可被蛋白酶利用 从结构上来分析 胶原是具共价键连接三股 肽链的蛋白质 明胶是共价键基本被打断 只剩次级键的蛋白质 而胶原蛋白是基本上不被共价键和次级键束缚 比较自由的 肽链或明胶分子的片断 从性能上讲 胶原能形成膜 膜具有较好的柔韧性 弹性和强度 51 生物医学材料及临床应用 各种胶片 彩色 黑白 手术缝合线 胶原可吸收缝合线 胶原 聚乙烯醇可吸收缝合线 胶原 壳聚糖可吸收缝合线 胶原 壳聚糖 聚丙烯可吸收缝合线 人工皮肤 人工血管 人工食管 明胶心脏瓣膜支架 药品和药用辅料 药用胶原止血纤维 明胶海绵 氧化聚明胶代血浆 琥酰明胶代血浆 海星明胶代血浆 胶原 聚乙烯醇水凝胶 明胶 壳聚糖水凝胶 药用明胶胶囊 药用软胶囊 药用明胶微囊 丸剂 片剂和软胶囊的辅料 在美容和化妆品方面的应用 胶原蛋白至少具有保湿 修复 美白和润泽头发四大美容作用 与其他化合物配伍制成各类美容产品 在化妆品方面应用的主要产品有平衡霜 润肤乳液 晒后修复霜 营养洗发香波 胶原维生素E乳膏 胶原蛋白水包油型乳膏等 3 明胶的应用 52 在食品中的应用 胶原蛋白和明胶在食品中有营养和功能两大作用 从营养学角度来讲 机体对蛋白质的利用是一个极其复杂的生物转化系统 是各种因素在一起作用的综合结果 表示蛋白质在机体内被利用的程度用生物价 来量化 其具体含义是食物蛋白质在体内被吸收的氮的数量 g 与吸收后在体内真正被利用的氮的数量 g 之比值 牛奶蛋白质 鸡蛋蛋白质 大豆粉蛋白质 面粉中的蛋白质 明胶的蛋白质的生物价分别为90 87 72 52 和20 明胶虽然只有20 但随着明胶的进一步水解成为胶原蛋白或水解明胶后 其生物价则大大提高 从功能学的角度出发 明胶具有极其优良的物理性质 是一种重要的食品添加剂 它通常作为食品的乳化剂 粘合剂 稳定剂 凝胶剂 澄清剂 增稠剂 发泡剂和改良剂 也可以模拟食品 如仿生海参 人造鱼翅 人工发菜 可食食品包装膜 肠衣等等 在其他工业领域的应用 造纸业 各类复合纸 制革工业 皮革的鞣制 化工工业 表面活性剂的生产 53 4 主要原料 主要原料是猪 牛 羊等动物的皮 包括鲜皮和干皮 皮产主要来自两方面 制革厂制革时割下的边角皮 零碎破以及不适合制革的皮 第二是肉类加工厂 食品厂剥下的鲜猪皮 54 5 明胶的制备碱法 整理预浸灰切碎浸灰退灰中和水洗熬胶过滤浓缩防腐冷冻切胶干燥水洗成品备注 1 胶液比重为1 002 1 007 2 含胶量为4 5 7 55 6片剂和胶囊用明胶 Gelatin 四国药典比较 56 57 58 59 60 61 62 问题胶囊 利用制革工业的废革或皮革边角料为原料所提取的工业明胶 业内人士称之为 蓝钒胶 含大量对人体有害的重金属如铬和细菌等微生物 63 金属铬会破坏人体骨骼以及造血干细胞 长期食用会导致骨质疏松 严重的会患上癌症 铬对人体健康的这种危害是一个缓慢的过程 一般在2年以上才会显现出来如何鉴别 毒 胶囊 质脆 一般工业明胶做的胶囊质量比较差 相对比较脆 因为工业产品杂质多 色艳 胶囊颜色越鲜艳的越要小心 食用明胶是透明的 白色的 很干净 工业明胶会多加香精 染色剂来掩饰杂质 口松易拧 工业明胶做的胶囊质量 材料 工艺差 胶囊口是松的 容易拧开 64 65 66 67 68 第三节核酸药物 69 一 分类依据化学结构和组成分类1 核酸碱基及其衍生物别嘌呤醇 巯嘌呤 磺硫嘌呤 氟尿嘧啶等2 核苷及其衍生物腺苷类 腺苷 腺苷甲硫氨酸 阿糖腺苷等尿苷类 尿苷 呋喃氟尿嘧啶 氮杂尿苷等胞苷类 阿糖胞苷 环胞苷 氮杂胞苷等肌苷类 肌苷 肌苷二醛 异丙肌苷等脱氧核苷类 氮杂脱氧核苷 脱氧硫鸟苷等 70 3 核苷酸及其衍生物单核苷酸类 AMP UMP IMP cAMP CoA等核苷二磷酸类 尿二磷葡萄糖 UDPG 胞二磷胆碱 CDPCholine 核苷三磷酸类 ATP CTP UTP GTP等核苷酸类混合物 5 核苷酸 2 核苷酸 3 核苷酸等4 多核苷酸二核苷酸 Co Co 黄素腺嘌呤二核苷酸 FAD 多核苷酸类 RNA DNA polyI C polyA U 转移因子 TF 71 2 依据结构特点及临床应用情况分类 72 核酸疫苗 是将编码某种抗原蛋白的外源基因 DNA或RNA 直接导入动物体细胞内 并通过宿主细胞的表达系统合成抗原蛋白 诱导宿